Műegyetemi oktatók a koronavírus elleni harcban – Lélegeztetőgép-gyártás Magyarországon

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem hallgatói márciustól távoktatásban folytatták tovább a tanulmányaikat, a Gépészmérnöki Kar oktatói pedig azonnal elfoglalták helyüket a koronavírus-járvány elleni harc frontvonalában. A Villamosmérnöki és Informatikai Kar tanáraival karöltve felsőkategóriás, sorozatgyártásra alkalmas lélegeztetőgépet fejlesztettek ki állami megrendelésre. A lélegeztetőgép jelenleg a klinikai tesztelés fázisában van.

A BME oktatói 2020. március 12-én Pintér Sándor belügyminiszter felkérésére lélegeztetőgép fejlesztésébe kezdtek. A kormány nem véletlenül a Műegyetem oktatóit választotta erre a projektre: az egyetemi karok minden olyan műszaki szakterületet lefednek, amelyek szükségesek egy lélegeztetőgép előállításához.

Józsa János, az egyetem rektora koordinálta a fejlesztést, amely rekordgyorsasággal termelte ki az új lélegeztetőgép prototípusát. Az elkészítésben Elek Jenő főorvos segítségével a Gépészmérnöki, valamint a Villamosmérnöki és Informatikai Karról kilenc tanszék 36 munkatársa vett részt, és alig két hónap leforgása alatt sorozatgyártásra kész lélegeztetőgépet fejlesztettek. Orbán Viktor miniszterelnök április 17-én látogatott el az Egyetemre, hogy a további lehetőségekről érdeklődjön. Ekkor került sor a prototípus bemutatására és a sorozatgyártás ütemtervének ismertetésére. Május 28-án a BME hivatalos honlapja már arról számolt be, hogy elindult a berendezés első, 1000 darabos sorozatgyártása.

muegyetem-lelegeztetpgep1

Józsa János, a BME rektora a lélegeztetőgép projektbemutatóján. (forrás: bme.hu)

A kutatói csapat kétféle prototípust fejlesztett: egy PLC-alapút, vagyis egy olyat, amely beépített, programozható vezérlővel működik, és egy mikrokontroller-alapú, egyedi fejlesztésű elektronikával működő változatot. A felső kategóriás berendezés bármilyen eredetű légzési elégtelenség esetén megfelelő segítséget nyújt, és a beteg számára sokkal kíméletesebb lélegeztetési módszerekre is alkalmas. A sorozatgyártást a PLC-alapú prototípussal kezdték, amit az állami tulajdonban lévő BM Heros Zrt. 17 szakembere végez a BME fejlesztői által kidolgozott technológiák alapján. A műhelyben egy nap alatt 10 darab lélegeztetőgép készül el.

Június 23-án jelentette be Dabóczi Tamás, a VIK Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék tanszékvezető tanára, hogy megkezdődhet a lélegeztetőgépek klinikai tesztelése. A berendezéseket szigorú szakorvosi ellenőrzés alatt fogják tesztelni az Országos Korányi Pulmonológiai Intézetben, az Országos Onkológiai Intézetben és a Törökbálinti Tüdőgyógyintézetben.

A fejlesztésben résztvevő oktatók és doktoranduszok, valamint Elek Jenő és Madurka Ildikó főorvosok megkapták a Pro Progressio Alapítvány Innovációs Díját.

Na jó, de hogyan működik egy lélegeztetőgép?

Nem tudjuk megkerülni a kérdést, ha a BME kutatóinak fejlesztése előtt szeretnénk tisztelegni a cikkben. Talán megengedhető az általánosítás, hogy senki nem számított arra, hogy 2020 egyik legkeresettebb műszaki hiánycikke a lélegeztetőgép lesz. Orbán Viktor miniszterelnök a 8 ezret tűzte ki célul a járványhelyzetben szükséges lélegeztetőgépek számát illetően. Alaphelyzetben a mintegy tízmillió fős népességű országban elegendő volt az eddigi kevesebb mint 2000 készülék, a járványhelyzet idején viszont kétségtelenül több berendezésre lesz szükség.

muegyetem-lelegeztetogep3

Készülnek a lélegeztetőgépek a BM Heros Zrt. műhelyében. (forrás: bme.hu)

A Google Trends grafikonja látványosan alátámasztja, hogy az utóbbi időszak egyik legnépszerűbb és leggyakoribb keresőkifejezése a lélegeztetőgép volt, ez az életmentő szerkezet, amelyben sokan látták az apokalipszis kulcsát, ha nincs belőle elegendő a koronavírus-járvány idején. Működési mechanizmusáról viszont annál kevesebben tudnának mesélni, noha az meglehetősen egyszerű.

Lélegeztetőgépre akkor van szükség, ha a beteg spontán légzése nem kielégítő az oxigénfelvétel vagy a széndioxid-leadás szempontjából, ami általában más, komolyabb betegségek szövődményeként jelentkezik. A gép a beteg légzését a légzőmunka csökkentésével támogatja úgy, hogy folyamatosan monitorozza a levegő áramlását a tüdőben. A lélegeztetőgép magas oxigéntartalmú levegőkeveréket pumpál a tüdőbe, amelyet olyan arányban kever, hogy a lehető leghatékonyabban segítse a légzést. A lélegeztetőgép párásító rendszere felel azért, hogy a beteg állapotának megfelelő nedvesség legyen a belélegzett gázban. A berendezéshez két cső tartozik, az egyiken a belélegzett, a másikon pedig a kilélegzett levegő áramlik. A géphez számítógépes rendszer is csatlakozik, mely folyamatos tájékoztatást ad a beteg állapotáról.

Mi teszi ennek az egyszerű berendezésnek a legyártását ennyire komplikálttá? Az, hogy a lélegeztetőgép stabil működése szó szerint élet-halál kérdése. A lélegeztetőgépnek biztosítania kell, hogy ne terjedjen tovább általa a fertőzés, ellen kell állnia a különböző tisztítási módszereknek, nem szabad meghibásodnia a különböző vegyi anyagoktól. Ami pedig a legfontosabb, hogy a berendezésnek rendkívül megbízhatónak kell lennie, kiváltképp a jelenlegi helyzetben, amikor az egészségügyi dolgozók annyira leterheltek, hogy a betegek állapotát folyamatosan figyelni lehetetlen. A berendezés megbízhatóságának tesztelése azonban több éven át tartó folyamat, a járvány pedig bármikor berobbanhat, így lélegeztetőgép-ügyileg egy igencsak kellemetlen zsákutcába érkezünk. Ugyanez igaz a vakcinagyártásra is – a hatóanyagok tesztelése hónapokig, sőt évekig tarthat, így elsődleges feladatunk a megelőzés.

borítókép: ujbuda.hu